辽阳县水资源承载力评价研究

周志宇

(辽宁省抚顺水文局，辽宁 抚顺 113000)

水资源是促进经济社会发展重要的、基础性的、战略性的资源，也是维持地球生命系统不可或缺的一种自然资源，对城市建设、工农业生产和人类生活发挥着重大作用。随着经济的快速发展和人口的不断增多，为满足社会对水资源的需求部分地区增大了地下水开采量，致使地下水位持续下降、超采集面积不断扩大，给水资源安全产生危机。此外，由于不合理的开发利用致使区域海水入侵加剧、水污染增加、湿地退化、土地沙化、地面沉降等地质、生态环境问题突出。采用科学的方法评价区域水资源承载力(WCC)，对建设和认识水安全保障体系以及准确度量水系统安全状况极具现实意义。目前，研究评价水资源承载力的方法、模型和理论较多，然而受经济发展与水资源利用之间的矛盾关系、水系统复杂性特征等条件限制，对于不同区域各类方法与理论体系的适用性仍需进一步探索。现阶段，辽阳县面临着日益增长的水资源供给压力，通过合理测评与分析水资源状况，以期为有效解决水资源问题，以及优化产业结构、资源配置、城镇发展、人口布局等提供决策依据。

1 研究区概况

辽阳县位于北纬40°42′19″～41°25′22″、东经122°35′04″～123°41′00″范围，地处辽东半岛中部，被辽阳市市区一分为二，平原区、山区位于辽阳市的西部和南部，东与本溪相邻，西与辽中搭界，北靠灯塔，南接鞍山。

研究区位于辽河平原与辽东低山丘陵过渡地带，地貌分区规整、分异规律清晰且类型齐全，属于典型层状地貌。从西南向东北，自西北部界河(浑河)到东南部边界白云山地势从低到高，依次为平原、台地、低丘陵、高丘陵、低山、中山，依次跌落，层次分明，形成西北低、东南高同向缓降倾斜地势。该区域属温带季风气候，主要气候特点是四季分明，雨热同季，光照充足，年平均气温为8.4℃，年降水量为735.3 mm，平均蒸发量为508 mm[1-5]。

境内水系发育，河流众多，其中流域面积超过10 km2的80条、超过50 km2的有17条，主要有浑河、细河、浑沙河、太子河、兰河、汤河、河栏沟河、汤河西支、王家堡子河、八盘岭河、柳壕河、兵马河、北地河、南沙河、判甲炉河、杨柳河、运粮河等。2013年，辽阳县水资源利用量3.12亿 m3，现状利用程度如表1，地表与地下水4.84亿 m3、3.68亿 m3，年均水资源总量5.61亿 m3，开发利用率为53.48%。

表1 辽阳县水资源开发利用程度 亿m3

2 辽阳县水资源承载力评价方法

水资源承载力是指在一定的科学技术和社会发展阶段，在不破坏生态平衡和社会发展的条件下，某一地区的水资源最大可承载的人口规模、城市和工农业发展水平，反映了水资源所能最大支撑区域发展的能力，随科学技术和经济社会的发展承载力发生相应的改变。因此，研究水资源承载力的本质就是水资源实现既定规划目标所需的最低程度，或者说一定条件下水资源支撑的最大城镇、人口规模和经济水平。依据既定的研究目标，考虑从以下几点分析辽阳县的水资源承载力。

2.1 偏离系数

水资源偏离系数是在既定水资源条件下，以全国人口规模、经济发展为基准对比辽阳县的人口和经济发展水平，用以明确辽阳县水资源较全国水平而言的丰裕或缺乏程度。一般地，将该系数分为与人口规模相关、与经济发展相关的偏离2个部分，其表达式如下：

(1)

(2)

式中：Ie、Ip代表水资源对国民经济和人口规模的支撑程度；GDPw、GDPq代表辽阳县和全国国内的生产总值；Pw、Pq代表辽阳县和全国人口总数；Rw、Rq代表辽阳县和全国的水资源量。Ie>1时，其值越大则辽阳市单位水资源支撑GDP的量相对于全国而言越高，区域水资源就越缺乏；Ie<1时，其值越小则辽阳市单位水资源支撑GDP的量相对全国而言越低，区域水资源越丰裕。

2.2 负载系数

水资源负载指数是衡量区域水资源开发潜力的重要参数，利用选用所承载的经济规模和人口数量来衡量，主要用于揭示经济发展、人口规模与水资源之间的相互关系，其表达式为：

(3)

式中：K为反映降水程度的参数；G、P代表国内生产总值(亿元)和人口数量(万人)；C、W代表区域水资源负载指数和水资源总量(亿m3)。将水资源开发利用潜力按照负载指数高低和相关导则标准划分为5级，各等级的取值区间和开发条件如表2。

表2 负载指数与等级划分

2.3 承载指数

对水资源与人口规模之间的关系可以利用水资源承载力(WCC)衡量，本文采用水资源折算的人均综合用水量所维持的人口规模来描述，构建的测评模型如下：

WCC=W/Wp

(4)

式中：Wpc、W代表辽阳市实际人均综合用水量(m3)和可开发利用水量(m3)。WCCI值反映了人口与水资源间的关系，可以利用这两项指标来衡量，由此构造的测评模型为：

WCCI=Pa/WCC

(5)

Rp=(Pa-WCC)/WCC×100%

(6)

Rw=(WCC-Pa)/WCC×100%

(7)

式中：Pa代表辽阳县实际人口数量(万人)；Rw、Rp代表水资源盈余率(%)和超载率(%)，各等级划分如表3。

表3 承载指数与等级划分

2.4 评价结果分析

根据辽阳县2015-2018年相关统计数据，利用文中所述计算公式求解各指标评价值，如表4。

表4 各评价指标计算值

从偏离系数的角度上，除2016年外辽阳市水资源压力与全国平均水平相比均明显较大，特别是2017年、2018年较高，区域水资源较为匮乏；从负载指数的角度上，除2016年外辽阳市水资源负载指数均超过10，尤其是2018年(30.35)达到Ⅰ级标准，水资源进一步开发难度大、总体开采潜力小，总体处于较高的水资源利用水平；从承载力的角度上，2018年辽阳县人均综合用水量(371.52 m3)低于全国平均标准(500 m3)，在多年平均可利用量保持不变的条件下按2018年辽阳县人均综合用水量测算，其可承载人口最多达到30.28万人；从超载率的角度上，辽阳县2018年的超载率达到72%，可见该区域已达到超载状态。

3 辽阳县水资源可持续利用对策

根据辽阳县水资源承载力分析结果及其未来变化趋势可知，辽阳县经济社会发展受水资源开发利用的影响较大，合理配置和协调区域水资源承载力成为当前亟待解决的问题。为进一步提高用水效率，应从以下多个角度入手加强对水资源利用和管理。

加强水资源开发利用规划，强化水资源管理。在满足水质要求和用水安全的条件下，最大限度的挖掘用水潜力，大力推进节水新工艺、新技术在生产生活中的实际运用，优先使用中水、优先使用地表水，最大限度地保护地下水。对地下水的开采实施最严格的控制，并采取人工回灌、封闭地下超采井等措施，除农业灌溉取水外对地下水工程区取水量实施严格控制。此外，还要多渠道联合供水，挖掘新水源。发展建设城镇雨洪水的收集再利用，规划建立辽阳县应急供水水源地，加强农村用水的管理监督、农村饮水工程和中水回用工程建设。

加强水利工程运行规划管理。规划管理、封闭超采地下水工程以及发展新的地表水利工程，加强农业灌溉渠系工程、辽阳县灌区续建配套工程和大伙房水库输水工程建设，改善和发展城镇供水、农村饮水工程。

开展现有蓄、引、提水等配套设施的更新建设，加强供水管网及蓄、引、提水利工程安全检修，新建水利工程要严格验收、监督，保证水利设施安全、高效的运行。

加强水污染防治，强化水资源保护。强化水资源管理，严格工农业等水资源的取、用、排许可的发放、管理；强化水质、污水排放量、用水和取水总量的监督，加强城镇水功能区、污水排放点、如何排污口及工业密集河段的水质监测，加强生产和生活废污水处理的管理，使污水资源化；开展地下水水量、水位的双控管理，执行用水总量和用水计划制度；加强水土保持，对农药、化肥的施用要科学定量化，若不严格控制农药化肥和用水量，因灌溉水渗漏临时农药化肥将进一步加剧用水紧张的现象，为了防止土壤侵蚀实施合理的农田灌溉；强化地表、地下水水源地保护，划 定水源地保护区；加强水生物栽种、河道绿化等生态河道治理，切实提高河流的自净功能。

优化产业结构，提高用水效率。积极鼓励引进少污染、节水、高效的工业企业，结合区域实际情况在一定程度上限制高耗水产业发展；优化农业种植结构，推广免耕、少耕的耕作技术和高产优质的品种，推行畦田标准化、耕作园田化；优化养殖业布局和畜牧渔业的养殖品种，全方位减少养殖用水需求；改善农村、城镇供水现状，切实提升用水效率；

加强水资源科学技术研究工作。以科学的管理手段、机制和信息化管理技术，加强对水资源取水计量、质量和数量的监测，加强水污染监测；及时掌握点面源污染，强化水量、水位监测，加强资料匮乏区的监测；加强基础研究，引进专业、高新技术人才建立研究工作小组。

4 结语

水资源是确保区域经济发展和水生态安全的基本条件，为实现可持续发展战略目标必须正确处理好水资源压力问题，综合利用技术、行政、经济和法律等手段促进资源与环境的协调发展。本文利用科学的方法评价了辽阳县水资源现状，研究成果可为实现区域经济可持续发展、水资源合理开发和产业结构优化提供一定参考依据。